[发明专利]一种交流霍尔系统

说明书

技术领域

本发明涉及了一种用于检测磁场的霍尔系统，特别涉及一种制造半导体器件的离子注入机中的交流霍尔系统。

背景技术

随着半导体器件集成度越来高，晶圆尺寸越来越大，单位器件尺寸越来越小，对各半导体工艺设备提出了更高的要求。离子注入机作为半导体离子掺杂工艺线的关键设备之一，单元器件尺寸越来越小对晶片注入掺杂过程中束流的稳定性及纯度要求越来越严格。

为了得到所需要的离子束，使用了多种稳流电源，如源过滤磁铁电源，质量分析器电源，平行束透镜电源，而这些电源的输出的大电流均连接到相应的磁场线包上。而注入束流的稳定性及束流的纯度与磁场B的稳定性及精度密切相关。在当今大部分的注入机系统中，磁场的控制由电流取样控制电源输出电流稳定型改为直接由霍尔片组成的霍尔系统采样磁场B来控制电源的输出电流的模式。但是由于霍尔片的两对电极与半导体片不是完全接触而形成的整流效应，以及两个霍尔电极的焊点大小不等、热容量不同引起温差所产生的寄生直流电势。它随时间而变化，导致输出漂移。

发明内容

针对上述情况，本发明专利介绍了一种霍尔器件交流输出的磁场检测系统。

本专利通过以下技术方案实现：一种霍尔器件交流输出的磁场检测系统包括正弦波发生电路(1)、比较器(2)、隔离变压器(3)、负载电流采样电路(4)、霍尔片(5)、线性校正电路(6)、琴键开关切换电路(7)、隔离变压器(8)、采样放大电路(9)、绝对值放大电路(10)、输出放大电路(11)。其相互连结情况见图1。

所述的霍尔片(5)的两个输入极采用由正弦波发生电路(1)、比较器(2)、隔离变压器(3)、负载电流采样电路(4)、霍尔片(5)及采样放大电路(9)组成的闭环的、可调的恒交流源，霍尔器件对磁场的响应以交流信号的形式输出；隔离变压器(3)和隔离变压器(8)采用高导磁率铁氧体P型磁芯，并用金属铁筒屏蔽，有效的隔离寄生直流电势。

所述的琴键开关切换电路(7)采用多联琴键开关构成的切换电路，用来切换负载电流采样(4)采集到的正弦波信号a1和霍尔片(5)经线性校正电路(6)采集到的正弦波信号a2。

本发明具有如下显著优点：

1.霍尔片(5)的两个输入电极注入恒交流信号，霍尔片(5)对磁场的响应以交流的形式输出，采用隔离变压器(3)和隔离变压器(8)能有效的隔离寄生直流电势，防止输出漂移。

2.采用开关切换电路(7)切换负载电流采样(4)采集到的正弦波信号a1和霍尔片(5)经线性校正电路(6)采集到的正弦波信号a2；方便调试和故障的解决。

附图说明：

图1是本专利一种交流霍尔系统原理框图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步介绍，但不作为对本专利的限定。

本发明的一种实施方式如图1中所示。

图1中示出了一种霍尔器件交流输出的磁场检测系统，其包括：

正弦波发生电路(1)、比较器(2)、隔离变压器(3)、负载电流采样电路(4)、霍尔片(5)、线性校正电路(6)、琴键开关切换电路(7)、隔离变压器(8)、采样放大电路(9)、绝对值放大电路(10)、输出放大电路(11)。所述的正弦波发生电路(1)产生固定频率，幅值可调的正弦波信号；所述的比较器(2)采用工业级op07集成运放；隔离变压器(3)和隔离变压器(8)用来隔离和放大采集到的正弦波信号；所述的霍尔片(5)采用型号为HGT-3010的霍尔传感器；所述的琴键开关切换(8)采用多联琴键开关构成的切换电路，用来切换负载电流采样(4)采集到的正弦波信号a1和霍尔片(5)经线性校正电路(6)采集到的正弦波信号a2；所述的输出放大电路(11)将检测到的正弦波信号与绝对值放大电路产生的方波信号进行检波放大就可以得到一个与磁场成曲线关系的电压值。

在该实施方式中，霍尔片(5)的两个输入极采用由正弦波发生电路(1)、比较器(2)、隔离变压器(3)、负载电流采样电路(4)、霍尔片(5)及采样放大电路(9)组成的闭环的、可调的恒交流源。所述的正弦波发生电路(1)产生固定频率和幅值可调的正弦波信号作为基准信号与负载电流采样(4)到的正弦波信号a1经采样放大电路(9)处理后的信号进行比较构成一个闭环控制的恒交流源电路，霍尔器件对磁场的响应以交流信号的形式输出。